Галектин-1 и -3: внутриклеточные пути сигнальной трансдукции в канцерогенезе (лекция)
https://doi.org/10.20538/1682-0363-2025-4-184-193
Аннотация
Лекция разработана на основе анализа данных экспериментальных работ и обзорных статей, представленных в базе данных PubMed. Лекция состоит из пяти частей, обобщающих данные литературы о галектине-1 и -3 с позиции их модулирующего действия в процессах сигнальной трансдукции. Рассмотрены возможные механизмы участия галектина-1 и -3 в пролиферации, апоптозе, ангиогенезе, миграции и адгезии опухолевых клеток. Данные, представленные в лекции, позволяют обозначить внутриклеточные молекулы-посредники, качественные или количественные изменения которых способны доказать действие соединений-кандидатов ингибиторов галектинов-1 и -3 как потенциальных противоопухолевых средств.
Ключевые слова
Об авторах
В. A. Серебрякова
Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)
Россия
Россия
Серебрякова Валентина Александровна – д-р мед. наук, доцент, профессор кафедры фармакологии
634050, г. Томск, Московский тракт, 2
Е. Л. Головина
Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)
Россия
Россия
Головина Евгения Леонидовна – канд. мед. наук, доцент кафедры фармакологии
634050, г. Томск, Московский тракт, 2
М. В. Мелешко
Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)
Россия
Россия
Мелешко Марина Владимировна – канд. биол. наук, доцент кафедры фармакологии
634050, г. Томск, Московский тракт, 2
О. Е. Ваизова
Сибирский государственный медицинский университет (СибГМУ)
Россия
Россия
Ваизова Ольга Евгеньевна – д-р мед. наук, профессор, профессор кафедры фармакологии
634050, г. Томск, Московский тракт, 2
Список литературы
1. Guda M.R., Tsung A.J., Asuthkar S., Velpula K.K. Galectin-1 activates carbonic anhydrase IX and modulates glioma metabolism. Cell Death Dis. 2022;13(6):574. DOI: 10.1038/s41419-022-05024-z.
2. Radziejewska I. Galectin-3 and epithelial MUC1 mucin-interactions supporting cancer development. Cancers (Basel). 2023;15(10):2680. DOI: 10.3390/cancers15102680.
3. Yaylim I., Aru M., Farooqi A.A., Hakan M.T., Buttari B., Arese M. et al. Regulation of Nrf2/Keap1 signaling pathway in cancer drug resistance by galectin-1: cellular and molecular implications. Cancer Drug Resist. 2024;7:8. DOI: 10.20517/cdr.2023.79.
4. Girotti M.R., Salatino M., Dalotto-Moreno T., Rabinovich G.A. Sweetening the hallmarks of cancer: galectins as multifunctional mediators of tumor progression. J. Exp. Med. 2020;217(2):e20182041. DOI: 10.1084/jem.20182041.
5. Ko F.C.F., Yan S., Lee K.W., Lam S.K., Ho J.C.M. Chimera and tandem-repeat type galectins: the new targets for cancer immunotherapy. Biomolecules. 2023;13(6):902. DOI: 10.3390/biom13060902.
6. Kapetanakis N.I., Busson P. Galectins as pivotal components in oncogenesis and immune exclusion in human malignancies. Front. Immunol. 2023;14:1145268. DOI: 10.3389/fimmu.2023.1145268.
7. Bogut A., Stojanovic B., Jovanovic M., Dimitrijevic Stojanovic M., Gajovic N., Stojanovic B.S. et al. Galectin-1 in pancreatic ductal adenocarcinoma: bridging tumor biology, immune evasion, and therapeutic opportunities. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(21):15500. DOI: 10.3390/ijms242115500.
8. Le Mercier M., Fortin S., Mathieu V., Kiss R., Lefranc F. Galectins and gliomas. Brain Pathol. 2010;20(1):17–27. DOI: 10.1111/j.1750-3639.2009.00270.x.
9. Nehmé R., St-Pierre Y. Targeting intracellular galectins for cancer treatment. Front. Immunol. 2023;14:1269391. DOI: 10.3389/fimmu.2023.1269391.
10. Stanley P. Galectin-1 pulls the strings on VEGFR2. Cell. 2014;156(4):625–626. DOI: 10.1016/j.cell.2014.01.059.
11. Storti P., Marchica V., Giuliani N. Role of galectins in multiple myeloma. Int. J. Mol. Sci. 2017;18(12):2740. DOI: 10.3390/ijms18122740.
12. Lin Y., Lubman D.M. The role of N-glycosylation in cancer. Acta Pharm. Sin. B. 2024;14(3):1098–1110. DOI: 10.1016/j.apsb.2023.10.014.
13. Croci D.O., Cerliani J.P., Dalotto-Moreno T., Méndez-Huergo S.P., Mascanfroni I.D., Dergan-Dylon S. et al. Glycosylation-dependent lectin-receptor interactions preserve angiogenesis in anti-VEGF refractory tumors. Cell. 2014;156:744–758. DOI: 10.1016/j.cell.2014.01.043.
14. Cardoso A.C., Andrade L.N., Bustos S.O., Chammas R. Galectin-3 determines tumor cell adaptive strategies in stressed tumor microenvironments. Front. Oncol. 2016;6:127. DOI: 10.3389/fonc.2016.00127.
15. Hassinen A., Khoder-Agha F., Khosrowabadi E., Mennerich D., Harrus D., Noel M. et al. A Golgi-associated redox switch regulates catalytic activation and cooperative functioning of ST6Gal-I with B4GalT-I. Redox Biol. 2019;24:101182. DOI: 10.1016/j.redox.2019.101182.
16. Marhuenda E., Fabre C., Zhang C., Martin-Fernandez M., Iskratsch T., Saleh A. et al. Glioma stem cells invasive phenotype at optimal stiffness is driven by MGAT5 dependent mechanosensing. J. Exp. Clin. Cancer Res. 2021;40(1):139. DOI: 10.1186/s13046-021-01925-7.
17. Lin Y., Lubman D.M. The role of N-glycosylation in cancer. Acta Pharm. Sin. B. 2024;14(3):1098–1110. DOI: 10.1016/j.apsb.2023.10.014.
18. De-Souza-Ferreira M., Ferreira É.E., de-Freitas-Junior J.C.M. Aberrant N-glycosylation in cancer: MGAT5 and β1,6-GlcNAc branched N-glycans as critical regulators of tumor development and progression. Cell. Oncol. (Dordr.). 2023;46(3):481–501. DOI: 10.1007/s13402-023-00770-4.
19. Liu Y., Bineva-Todd G., Meek R.W., Mazo L., Piniello B., Moroz O. A bioorthogonal precision tool for human N-acetylglucosaminyltransferase V. J. Am. Chem. Soc. 2024;146(39):26707–26718. DOI: 10.1021/jacs.4c05955.
20. Funasaka T., Raz A., Nangia-Makker P. Galectin-3 in angiogenesis and metastasis. Glycobiology. 2014;24(10):886–891. DOI: 10.1093/glycob/cwu086.
21. Carabias P., Espelt M.V., Bacigalupo M.L., Rojas P., Sarrias L., Rubin A. et al. Galectin-1 confers resistance to doxorubicin in hepatocellular carcinoma cells through modulation of P-glycoprotein expression. Cell Death Dis. 2022;13(1):79. DOI: 10.1038/s41419-022-04520-6.
22. Elad-Sfadia G., Haklai R., Ballan E., Gabius H.J., Kloog Y. Galectin-1 augments Ras activation and diverts Ras signals to Raf-1 at the expense of phosphoinositide 3-kinase. J. Biol. Chem. 2002;277(40):37169–37175. DOI: 10.1074/jbc.M205698200.
23. Shalom-Feuerstein R., Cooks T., Raz A., Kloog Y. Galectin-3 regulates a molecular switch from N-Ras to K-Ras usage in human breast carcinoma cells. Cancer Res. 2005;65(16):7292– 7300. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-05-0775.
24. Elad-Sfadia G., Haklai R., Balan E., Kloog Y. Galectin-3 augments K-Ras activation and triggers a Ras signal that attenuates ERK but not phosphoinositide 3-kinase activity. J. Biol. Chem. 2004;279(33):34922–34930. DOI: 10.1074/jbc.M312697200.
25. Wang H.C., Xia R., Chang W.H., Hsu S.W., Wu C.T., Chen C.H. et al. Improving cancer immunotherapy in prostate cancer by modulating T cell function through targeting the galectin-1. Front. Immunol. 2024;15:1372956. DOI: 10.3389/fimmu.2024.1372956.
26. Fischer C., Sanchez-Ruderisch H., Welzel M., Wiedenmann B., Sakai T., André S. et al. Galectin-1 interacts with the {alpha}5{beta}1 fibronectin receptor to restrict carcinoma cell growth via induction of p21 and p27. J. Biol. Chem. 2005;280(44):37266–37277. DOI: 10.1074/jbc.M411580200.
27. Wang Y., Nangia-Makker P., Tait L., Balan V., Hogan V., Pienta K.J. et al. Regulation of prostate cancer progression by galectin-3. Am. J. Pathol. 2009;174(4):1515–1523. DOI: 10.2353/ajpath.2009.080816.
28. Yu F., Yu C., Li F., Zuo Y., Wang Y., Yao L. et al. Wnt/β-catenin signaling in cancers and targeted therapies. Signal Transduct. Target. Ther. 2021;6(1):307. DOI: 10.1038/s41392-021-00701-5.
29. Liu J., Xiao Q., Xiao J., Niu C., Li Y., Zhang X. et al. Wnt/β-catenin signalling: function, biological mechanisms, and therapeutic opportunities. Signal Transduct. Target. Ther. 2022;7(1):1–23. DOI: 10.1038/s41392-021-00762-6.
30. Song M., Pan Q., Yang J., He J., Zeng J., Cheng S. et al. Galectin-3 favours tumour metastasis via the activation of β-catenin signalling in hepatocellular carcinoma. Br. J. Cancer. 2020;123(10):1521–1534. DOI: 10.1038/s41416-020-1022-4.
31. Liu Y., Xie L., Wang D., Li D., Xu G., Wang L. et al. Galectin-3 and β-catenin are associated with a poor prognosis in serous epithelial ovarian cancer. Cancer Manag. Res. 2018;10:3963–3971. DOI: 10.2147/CMAR.S171146.
32. Merlin J., Stechly L., de Beaucé S., Monte D., Leteurtre E., Van Seuningen I. et al. Galectin-3 regulates MUC1 and EGFR cellular distribution and EGFR downstream pathways in pancreatic cancer cells. Oncogene. 2011;30:2514–2525. DOI:10.1038/onc.2010.631.
33. Wu M.H., Ying N.W., Hong T.M., Chiang W.F., Lin Y.T., Chen Y.L. Galectin-1 increases vascular permeability through the neuropilin-1/vascular endothelial growth factor receptor-1 complex. Angiogenesis. 2014;17:839–849. DOI: 10.1007/s10456-014-9431-8.28.
34. Pan Z., Xu G., Zhang Y., Wu M., Yu J., He X. et al. Galectin-1 promotes gastric carcinoma progression and cisplatin resistance through the NRP-1/c-JUN/Wee1 pathway. J. Gastric Cancer. 2024;24(3):300–315. DOI: 10.5230/jgc.2024.24.e25.
35. Mori Y., Yashiro M., Sawada T., Hirakawa K., Murata T., Nakada H. Binding of galectin-3, a β-galactoside-binding lectin, to MUC1 protein enhances phosphorylation of extracellular signal-regulated Kinase ½ (ERK1/2) and Akt, promoting tumor cell malignancy. J. Biol. Chem. 2015;290:26125–26140. DOI: 10.1074/jbc.M115.651489.
36. Колобовникова Ю.В., Дмитриева А.И., Янкович К.И., Васильева О.А., Пурлик И.Л., Новицкий В.В. и др. Галектин-1-опосредованная экспрессия белков-регуляторов клеточного цикла и ростовых факторов при раке желудка. Бюллетень сибирской медицины. 2017;16(4):165–172. DOI: 10.20538/1682-0363-2017-4-165-172.
37. Mazurek N., Sun Y.J., Liu K.F., Gilcrease M.Z., Schober W., Nangia-Makker P. et al. Phosphorylated galectin-3 mediates tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand signaling by regulating phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10 in human breast carcinoma cells. J. Biol. Chem. 2007;282(29):21337–21348. DOI: 10.1074/jbc.M608810200.
38. Woś J., Szymańska A., Lehman N., Chocholska S., Zarobkiewicz M., Pożarowski P. et al. Can galectin-3 be a novel biomarker in chronic lymphocytic leukemia? Cells. 2023;13(1):30. DOI: 10.3390/cells13010030.
39. Oka N., Nakahara S., Takenaka Y., Fukumori T., Hogan V., Kanayama H.O. Galectin-3 inhibits tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand-induced apoptosis by activating Akt in human bladder carcinoma cells. Cancer Res. 2005;65(17):7546–7553. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-05-1197.
40. Fang Z., Qiu F., Zhao J.F., Sun Q., Qiao B. et al. Role and mechanism of Galectin-3 gene in proliferation, invasion, and apoptosis of oral squamous cell carcinoma. West China J. Stomat. 2018;36(4):404409. DOI: 10.7518/hxkq.2018.04.011.
41. Zhao Z., Wang M., Miller M.C., He Z., Xu X., Zhou Y. et al. Isomerization of proline-46 in the N-terminal tail of galectin-3 enhances T cell apoptosis via the ROS-ERK pathway. Int. J. Biol. Macromol. 2024;256(Pt 1):128304. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2023.128304.
42. Yu X., Qian J., Ding L., Yin S., Zhou L., Zheng S. Galectin-1: a traditionally immunosuppressive protein displays context-dependent capacities. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(7):6501. DOI: 10.3390/ijms24076501.
43. Brandt B., Abou-Eladab E.F., Tiedge M., Walzel H. Role of the JNK/c-Jun/AP-1 signaling pathway in galectin-1-induced T-cell death. Cell Death Dis. 2010;1(2):e23. DOI: 10.1038/cddis.2010.1.
44. Zetterberg F.R., Peterson K., Nilsson U.J., Andréasson Dahlgren K., Diehl C., Holyer I. et al. Discovery of the selective and orally available galectin-1 inhibitor GB1908 as a potential treatment for lung cancer. J. Med. Chem. 2024;67(11):9374– 9388. DOI: 10.1021/acs.jmedchem.4c00485.
45. Hahn H.P., Pang M., He J., Hernandez J.D., Yang R.Y., Li L.Y. et al. Galectin-1 induces nuclear translocation of endonuclease G in caspase- and cytochrome c-independent T cell death. Cell Death Differ. 2004;11(12):1277–1286. DOI: 10.1038/sj.cdd.4401485.
46. Васильева О.А., Новицкий В.В. Апоптоз опухолевых клеток линии Jurkat под действием галектина-3. Российский иммунологический журнал. 2015;91(2-2(18)):202–204.
47. Васильева О.А., Исаева А.В., Рязанцева Н.В. Влияние галектина-3 на апоптоз активированных in vitro CD4+ - лимфоцитов. Вестник науки Сибири. 2015;(15):347–351.
48. Thijssen V.L., Barkan B., Shoji H., Aries I.M., Mathieu V., Deltour L. et al. Tumor cells secrete galectin-1 to enhance endothelial cell activity. Cancer Res. 2010;70(15):6216–6224. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-09-4150.
49. Курносенко А.В., Рейнгардт Г.В., Полетика В.С., Колобовникова Ю.В., Уразова О.И. Связь галектинов-1 и -3 с проангиогенными факторами и дисфункцией эндотелия при раке толстой кишки. Казанский медицинский журнал. 2024;(4):551–559. DOI: 10.17816/KMJ623114.
50. Ozawa K., Kondo T., Hori O., Kitao Y., Stern D.M., Eisenmenger W. et al. Expression of the oxygen-regulated protein ORP150 accelerates wound healing by modulating intracellular VEGF transport. J. Clin. Invest. 2001;108(1):41–50. DOI: 10.1172/JCI11772.
51. Markowska A.I., Liu F.T., Panjwani N. Galectin-3 is an important mediator of VEGF- and bFGF-mediated angiogenic response. J. Exp. Med. 2010;207(9):1981–1993. DOI: 10.1084/jem.20090121.
52. Lagana A., Goetz J.G., Cheung P., Raz A., Dennis J.W., Nabi I.R. Galectin binding to Mgat5-modified N-glycans regulates fibronectin matrix remodeling in tumor cells. Mol. Cell Biol. 2006;26(8):3181–3193. DOI: 10.1128/MCB.26.8.3181-3193.2006.
53. Jung T.Y., Jung S., Ryu H.H., Jeong Y.I., Jin Y.H., Jin S.G. et al. Role of galectin-1 in migration and invasion of human glioblastoma multiforme cell lines. J. Neurosurg. 2008;109(2):273–284. DOI: 10.3171/JNS/2008/109/8/0273.
54. Huang Y., Wang H.C., Zhao J., Wu M.H., Shih T.C. Immunosuppressive roles of galectin-1 in the tumor microenvironment. Biomolecules. 2021;11(10):1398. DOI: 10.3390/biom11101398.
55. Fortin S., Le Mercier M., Camby I., Spiegl-Kreinecker S., Berger W., Lefranc F. et al. Galectin-1 is implicated in the protein kinase C epsilon/vimentin-controlled trafficking of integrin-beta1 in glioblastoma cells. Brain Pathol. 2010;20(1):39– 49. DOI: 10.1111/j.1750-3639.2008.00227.x.
56. Camby I., Belot N., Lefranc F., Sadeghi N., de Launoit Y., Kaltner H. et al. Galectin-1 modulates human glioblastoma cell migration into the brain through modifications to the actin cytoskeleton and levels of expression of small GTPases. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 2002;61(7):585–596. DOI: 10.1093/jnen/61.7.585.
57. Al-Koussa H., Atat O.E., Jaafar L., Tashjian H., El-Sibai M. The Role of Rho GTPases in motility and invasion of glioblastoma cells. Anal. Cell. Pathol. (Amst.). 2020;2020:9274016. DOI: 10.1155/2020/9274016.
58. Chen C., Duckworth C.A., Zhao Q., Pritchard D.M., Rhodes J.M., Yu L.G. Increased circulation of galectin-3 in cancer induces secretion of metastasis-promoting cytokines from blood vascular endothelium. Clin. Cancer Res. 2013;19(7):1693– 704. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-12-2940.
59. Macke A.J., Pachikov A.N., Divita T.E., Morris M.E., LaGrange C.A., Holzapfel M.S. et al. Targeting the ATF6-mediated ER stress response and autophagy blocks integrin-driven prostate cancer progression. Mol. Cancer Res. 2023;21(9):958–974. DOI: 10.1158/1541-7786.MCR-23-0108.
60. Marhuenda E., Fabre C., Zhang C., Martin-Fernandez M., Iskratsch T., Saleh A. et al. Glioma stem cells invasive phenotype at optimal stiffness is driven by MGAT5 dependent mechanosensing. J. Exp. Clin. Cancer Res. 2021;40(1):139. DOI: 10.1186/s13046-021-01925-7.
Рецензия
Для цитирования:
Серебрякова В.A., Головина Е.Л., Мелешко М.В., Ваизова О.Е. Галектин-1 и -3: внутриклеточные пути сигнальной трансдукции в канцерогенезе (лекция). Бюллетень сибирской медицины. 2025;24(4):184-193. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2025-4-184-193
For citation:
Serebryakova V.A., Golovina E.L., Meleshko M.V., Vaizova O.E. Galectin-1 and -3: intracellular pathways of signal transduction in carcinogenesis (lecture). Bulletin of Siberian Medicine. 2025;24(4):184-193. (In Russ.) https://doi.org/10.20538/1682-0363-2025-4-184-193
Просмотров:
60
JATS XML
Послать статью по эл. почте 